中國粉體網(wǎng)訊 復(fù)合金屬氫氧化物(LDHs)，俗稱為水滑石，是一種典型的二維層狀陰離子性黏土。由于其獨特的層狀結(jié)構(gòu)，既具有層間陰離子可交換性，又具有層板陽離子的同晶取代性，故常通過改變其離子種類來合成不同類型的 LDHs，賦予其不同性能。
LDHs的結(jié)構(gòu)示意
水滑石有天然和人工合成兩類，天然存在的水滑石很少而且難以得到，但人工合成水滑石原料來源豐富，工藝步驟簡單。經(jīng)煅燒后水滑石類化合物有良好的吸附性、陰離子交換性和催化活性。另外，水滑石類化合物的結(jié)構(gòu)可控可調(diào)，便于利用加工，已廣泛應(yīng)用于催化、吸附、醫(yī)藥、阻燃等領(lǐng)域。
Mg—Al—C1／LDH合成
1水滑石的性質(zhì)
1.1酸堿性
常見的MgAl-LDH和類水滑石為弱堿性化合物，經(jīng)過高溫焙燒后形成的復(fù)合金屬氧化物(LDO)則堿性增強。
1.2可交換性
由LDH的特殊層狀結(jié)構(gòu)可知，所具有的層間陰離子可與不同種類和數(shù)量的陰離子發(fā)生離子交換。
1.3熱穩(wěn)定性
水滑石加熱會發(fā)生分解，在一定的溫度下焙燒會發(fā)生有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)破壞和物質(zhì)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。
1.4記憶效應(yīng)
將焙燒后的MgAl-LDH加入含有某種陰離子的溶液中，水滑石被破壞的層狀結(jié)構(gòu)可以部分恢復(fù)有序?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。
2水滑石應(yīng)用
2.1高分子材料
作為熱穩(wěn)定劑，合成水滑石作為PVC熱穩(wěn)定劑具有眾多優(yōu)勢，水滑石自身呈堿性，可有效吸收PVC脫出的HCl(氯化氫)，阻止其自催化進一步分解，而且合成水滑石自身穩(wěn)定且與塑料有良好的相容性。另外，相比鉛、鎘等有毒PVC熱穩(wěn)定劑，合成水滑石有著無毒、高效等優(yōu)勢。
作為阻燃劑，合成水滑石由于組成特殊，兼具氫氧化鎂和氫氧化鋁阻燃的優(yōu)點，阻燃功能主要通過氣相阻燃和凝聚相阻燃兩種方式實現(xiàn)。
作為吸酸劑，合成水滑石在氨綸的生產(chǎn)中作為吸酸劑能保持衣物的彈性(抗氧化)，延長使用壽命。
2.2水處理
由于水滑石類化合物的大比表面積、結(jié)構(gòu)層間陰離子的交換性，所以其有良好的吸附性，其中吸附有機物與陽離子的作用機理主要是表面吸附，而對于陰離子的吸附效應(yīng)主要是層間陰離子交換性。而目前最大的用途是用于對污染廢水中的陰離子污染物進行吸附。
陽離子去除，水滑石可去除水中鉻離子、銅離子、砷離子等陽離子。
陰離子去除，對于含大量氯離子、硫酸根離子、氟離子等高鹽廢水，通過改變反應(yīng)條件,可最大限度地降低污染物濃度。
有機物去除，如腐殖酸、富里酸、微生物的代謝分泌物以及溶解的動植物組織等。
2.3催化劑領(lǐng)域
水滑石類陰離子粘土直接或間接作為復(fù)合氧化物催化劑前體，在有機反應(yīng)過程中使用具有活性高、可選性強、金屬陽離子分布均勻、再生重復(fù)性好等優(yōu)點。此外，由于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)，焙燒或穿插的類水滑石材料可作為催化劑載體，因其特殊的結(jié)構(gòu)可使其搭載的催化材料具有更好的催化活性和選擇性。水滑石材料作催化劑，主要用于堿催化、氧化還原催化。
2.4醫(yī)藥領(lǐng)域
利用LDH的堿性，可以調(diào)節(jié)胃液的pH值，對一些因為胃酸過多引起的疾病產(chǎn)生預(yù)防和治療效果。利用LDH陰離子的可交換性，可以將一些藥物分子引入層間，并能調(diào)節(jié)藥物在體內(nèi)的釋放速度和位置。其具有優(yōu)異的生物相容性、陰離子交換能力、高載藥效能等，在制藥行業(yè)中作為藥物載體也有廣泛的應(yīng)用價值。
寫在最后
從市場方面來看，國內(nèi)生產(chǎn)廠家丹東松元(A一1CPvc，HT一3Pvc)、呈和科技(Ac一320，Az一128，Ac一207)、衡水世京(sK—10，sK一20)、山東萬新納(抑煙劑等)，國外廠家日本協(xié)和化學(xué)、日本坍化學(xué)、德國科萊恩、韓國丹石等。目前，二元水滑石技術(shù)已較為成熟，尤其是鎂鋁水滑石，市場競爭較為激烈。隨著下游對合成水滑石性能的追求不同，在市場上已出現(xiàn)三元或多元的水滑石，目前呈和科技的Az一128是國內(nèi)少有的三元合成水滑石產(chǎn)品。
參考來源：
呂泓穎，等：水滑石在水處理中的應(yīng)用進展研究，上海電力大學(xué)
施珣若，等：合成水滑石在高分子材料中的應(yīng)用，中國塑料協(xié)會
劉雯雯，等：納米水滑石材料的制備及應(yīng)用研究進展，沈陽師范大學(xué)
劉齊魯，等：水滑石的制備和應(yīng)用綜述，山東科技大學(xué)
